果蠅小觸角，探聲又捕風

林之森

你一定見過果蠅吧。當家里有水果腐爛的時候，這些小家伙就會圍攏過來，在上面一陣亂叮。小小果蠅是遺傳學研究的大功臣，這是眾所周知的事實。但今天我們談的是它的小觸角。

果蠅的觸角如何識別聲音和風？

果蠅身體小巧輕盈，它需要知道什么時候有風，才能穩(wěn)住自己，避免被吹離航線。它對風是如此敏感，一股微風從頭頂吹過，就能讓它趴在原地一動不動。這個時候，你甚至可以用一雙筷子將它夾起來。然而，一旦風停，果蠅又立即開始四處走動了。

但果蠅是如何感知風的？它是如何將這一信息傳遞給大腦，以便知道在風吹時停止走動的？

事實證明，果蠅感知風的方式是不尋常的。其他昆蟲用從體表的角質(zhì)層豎立起來的感覺纖毛來探測風，當被風吹動時，纖毛彎曲，觸發(fā)神經(jīng)反應(yīng)，便可感覺風向和風力。而果蠅使用的是它的觸角。它依據(jù)觸角在風中朝哪個方向彎曲，來探測風以及大致的風向。

這就給科學家出了一個難題，因為長期以來，人們一直認為果蠅這就給科學家出了一個難題，因為長期以來，人們一直認為果蠅

而另一方面，風不像聲音那樣有規(guī)律地振蕩;相反，它是一股穩(wěn)定的氣流。在風中，觸角只會朝一個方向彎曲，不會來回擺動。

科學家想了解，果蠅是如何利用一個感覺器官（觸角）來同時分辨聲音和風的？

不同的神經(jīng)元，不同的放電模式

對這個問題有兩個可能的答案。第一個答案是，果蠅的觸角配備了一種單一的但多功能的神經(jīng)元，這種神經(jīng)元會根據(jù)它探測到的是聲音還是風而改變其放電模式。一種放電模式告訴果蠅，這是風;另一種放電模式告訴果蠅，這是聲音。這就好比考試作弊的時候，用手指敲桌面，敲一聲代表選A，連敲二聲代表選B，“模式”雖然不同，但用的都是手指。

另一種可能性是，果蠅的觸角與兩種截然不同的神經(jīng)元相連，一種對振蕩的空氣作出反應(yīng)以探測聲音，另一種對流動的空氣作出反應(yīng)以探測風。假如還是用考試作弊來比喻，這好比用手指敲一聲代表選A，用筆敲一聲代表選B。

正確的答案是什么？第二個！通過選擇性地去除神經(jīng)元，科學家證明，果蠅觸角確實與至少兩組完全獨立的神經(jīng)元相連。每組神經(jīng)元只檢測一種類型的刺激（或聲音或風），并且每組神經(jīng)元都將其信息發(fā)送到大腦中完全不同的區(qū)域。

這兩組神經(jīng)元的內(nèi)在屬性非常不同。我們知道，由聲波支配的擺動具有來回振蕩的性質(zhì)，負責探測聲音的神經(jīng)元只有在觸角扭曲時才會放電，觸角一旦恢復(fù)原位，放電迅速停止。譬如，在聲波的作用下，觸角的擺動遵循“向左彎-復(fù)原-向右彎-復(fù)原-向左彎-……”的模式，那么探測聲音的神經(jīng)元其放電模式就是“放電-停止-放電-停止-放電-……”。另一方面，由風支配的擺動不具有振蕩的特點，所以探測風的神經(jīng)元在觸角被風吹動時，就一直放電，直到風停了為止。

不同的放電模式導致果蠅表現(xiàn)出截然不同的行為：探測到聲音導致像交配這樣的行為（在聽到求偶的聲音時），而探測到風使果蠅立刻停止四處走動。

人的眼睛、耳朵、皮膚、毛發(fā)都能感知到風，但考慮到動物探測風有很多種方式，我們是否像果蠅也有專門探測風的神經(jīng)元呢，這仍然不清楚。破解了這個謎，有一天我們或許可以給機器人提供一種額外的導航方法。